[发明专利]膨胀石墨插层法制备介孔碳/石墨片复合材料的方法

摘要

膨胀石墨插层法制备介孔碳/石墨片复合材料的方法，它属于介孔碳与石墨片的复合材料的制备领域。本发明要解决现有介孔碳基碳复合材料生产成本高、反应所需设备复杂、反应条件苛刻、产量低、难以工业化生产等技术问题。本发明方法如下：一、先将膨胀石墨进行热膨胀处理，再用表面活性剂进行修饰；二、制备介孔碳前躯体；三、制备介孔碳/石墨片复合材料前驱体；四、碳化。本发明制备的介孔碳与石墨烯复合材料具有导电性好、厚度可控、孔尺寸可控、比表面积较大等特点，制备的介孔碳/石墨片复合材料在燃料电池、锂离子电池以及超级电容器等领域有重要的应用价值。本发明采用廉价的膨胀石墨作为原料，具有成本低、方法简单、易于工业化生产等特点。

主权项

膨胀石墨插层法制备介孔碳/石墨片复合材料的方法，其特征在于膨胀石墨插层法制备介孔碳/石墨片复合材料的方法是按下述方法进行的：步骤一、对膨胀石墨进行热膨胀处理，然后按膨胀石墨与表面活性剂的质量比为(10～1)∶10的比例加入含表面活性剂A的溶液中，再使用超声法或者加热搅拌法进行表面修饰，其中含表面活性剂A的溶液中的溶剂C为水、乙醇、丙醇及乙二醇中的一种或其中几种的混合，含表面活性剂A的溶液中表面活性剂A与溶剂C的质量比为1∶10～500；步骤二、将表面活性剂B溶于溶剂D中，再加入羟基化合物与醛基化合物，羟基化合物与醛基化合物的质量比为1∶3～6，然后在50℃～75℃、搅拌速度为200r/min～400r/min条件下反应30min～20h，得到介孔碳前驱体溶液，其中所述的溶剂D为水、乙醇中的一种或两中的混合，表面活性剂B与溶剂D的质量比为1∶20～1∶50，羟基化合物与醛基化合物的总质量与溶剂D的质量比为1∶8～20；步骤三、将经步骤一处理后膨胀石墨的放在真空抽滤瓶中，在抽真空的条件下，按经步骤一处理后的膨胀石墨与介孔碳前躯体溶液的质量比为1∶(50～300)的比例将步骤二制得的介孔碳前躯体溶液滴加到真空抽滤瓶中，滴加完成后，继续抽真空5min～2h，然后采用水热法或微波法进行处理，得到复合材料前躯体；步骤四、在惰性气体气氛条件下，以2℃/min～20℃/min的升温速度由室温升至600℃～1000℃，恒温下对复合材料前躯体进行碳化，碳化时间为1h～6h，其中所述惰性气体气氛流量为120mL/min～400mL/min；即得到介孔碳/石墨片复合材料。